Авторезонансный асинхронный бездатчиковый электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле

• Автор: Иваник, Владислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БУРОВЫХ СНАРЯДОВ НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
1.1. Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле.
1.2. Расширение области применения колонковых буровых снарядов на
грузонесущем кабеле
1.2.1. Морское бурение
1.2.2. Глубоководное бурение
1.2.3. Механическое бурение скважин в ледниковых отложениях
1.2.4. Озеро Восток в Антарктиде
1.2.5. Пескопроявление добычных нефтяных скважин
1.3. Погружные электродвигатели
1.4. Грузонесущие кабели
1.5. Системы частотного регулирования электроприводом
1.5.1. Математическое описание асинхронного двигателя
1.5.2. Система векторного управления
1.5.3. Система прямого управления моментом
1.6. Бездатчиковые системы
1.6.1. Наблюдатель координат полного порядка
1.6.2. Наблюдатель координат неполного порядка
1.7. Способ управления авторезонансными колебаниями
Выводы к первой главе
Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОРЕЗОНАНСНОГО АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО БЕЗДАТЧИКОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА
2.1. Предварительные замечания
2.2. Конструктивная схема динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения
2.3. Математическое описание динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения
2.4. Математическое представление моментов сопротивления среды действующих на элементы динамически уравновешенного бурового снаряда
2.5. Формирование электромагнитного момента возвратновращательного движения в авторезонансном частотно-регулируемом асинхронном бездатчиковом ЭПВВД
2.6. Способы стабилизации амплитуды
2.6.1. Способ первый
2.6.2. Способ второй
2.7. Структура резонансного электропривода
2.8. Методика определения основных динамических параметров динамически уравновешенного бурового снаряда с асинхронным электроприводом возвратно-вращательного движения
2.8.1. Пример определения основных параметров ДУБС для очистки
призабойных зон скважин
Выводы ко второй главе
ГЛАВА 3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВОЗВРАТНОВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
3.1. Принципы построения имитационной модели в среде визуального программирования Ьітиііпк пакета МаИаЬ
3.2. Имитационная модель асинхронного частотно-регулируемого ЭПВВД
3.3. Возможности имитационной модели ДУБС с частотно-регулируемым асинхронным ЭПВВД
3.4. Исследование разомкнутой системы управления
3.5. Исследование наблюдателей координат
3.6. Исследование алгоритмов частотного регулирования
3.7. Исследования замкнутой системы без стабилизации амплитуды
3.8. Исследования замкнутой системы со стабилизации амплитуды
(способ первый)
3.9. Исследования замкнутой системы со стабилизацией амплитуды
(способ второй)
Выводы к третьей главе
ГЛАВА 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДВАНИЯ
АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА
4.1. Экспериментальная установка
4.1.1. Асинхронный электродвигатель
4.1.2. Двигатель постоянного тока
4.1.3. Преобразователь частоты
4.1.4. Контроллер
4.1.5. Компаратор
4.1.6. Источники питания системы управления
4.1.7. Генератор сигналов
4.2. Исследование разомкнутой системы управления ЭПВВД на лабораторной установке
4.3. Исследование замкнутой системы управления ЭПВВД на лабораторной установке
4.4. Характеристики устройств, применённых в исследовниях
4.4.1. Упругий элемент - торсион
4.4.2. Датчик тока
4.4.3. Датчик напряжения
4.4.4. Внешний модуль ввода-ввывода

В релейных регуляторах момента и потокосцепления сравниваются заданные значения регулируемых величин с вычисленными и формируются логические сигналы для блока выбора вектора напряжения, в котором и формируются сигналы управления ключами инвертора. Эффективность такого алгоритма управления очень высока, так как релейные регуляторы имеют самое высокое быстродействие и не накапливают ошибок рассогласования.
Выбор соответствующего вектора напряжения основан на таблице коммутации. Входами для табличного определения вектора напряжения (положение ключей инвертора) являются, угловой сектор положения вектора потокосцепления статора и выходы двух релейных гистерезисных регуляторов. Характеристика релейных регуляторов представлена на рис. 1.11. В таблице
1.5 указаны условия выбора векторов напряжений [49].
4-1 -ДМ

<1 Г-Н Т

ДМ=М"-М
ДЧ/5='Й-Ч'

-ДД'г -гДЧ'
Рис. 1.11. Регуляторы момента и потокосцепления статора Таблица выбора вектора напряжения
Таблица 1.
О дм Сектор 1 Сектор 2 Сектор 3 Сектор 4 Сектор 5 Сектор б
1 1 Из и3 и4 и5 и6 ит
0 ио и7 и0 и. и0 и
-1 и« ТТ и2 и3 и4 и
0 1 и3 и4 и5 и6 и! и
0 и7 и0 и7 и0 и7 ХЗо
-1 и5 и6 и. и2 и3 и
Состояния транзисторов инвертора определяются в соответствии с таблицей 1.6 при обозначениях, указанных на схеме рис. 1.10.